181729. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gyenge minőségű Al2O3 tartalmú ércek hasznosítására a vastartalom szelektív klórozásával
3 181729 4 az alumíniumvegyületekbe beépült vastartalom jelentős része is eltávolítható és ennek ellenére nem növekszik az előklórozás során alumínium-kloriddá alakuló A1203 mennyisége, sőt kevesebb, mint a redukáló atmoszférában nem hőkezelt anyag előklórozásakor átalakuló A1203 mennyisége. A találmány szerinti eljárás lényege az, hogy a vas és adott esetben szilícium tartalmú nyersanyagot a klórozó ágens és szilárd, vagy gáz alakú redukálószer jelenlétében végzett klórozást megelőzően, adott esetben a kalcinálással együtt redukáló atmoszférában hőkezeljük, majd a hőkezelt anyagot adott esetben inert gázzal hígított klórozó ágenssel előklórozzuk és a keletkező vízmentes vas(III)-kloridot külön felfogjuk. A találmány szerinti eljárásnál tehát a kalcinálással történő víztelenítés és a redukáló atmoszférában történő hevítés műveletét a klórozó ágens és szilárd vagy gáz alakú redukálószer jelenlétében való klórozást megelőzően végezzük el. Ennek értelmében a találmány szerinti eljárás lényegének megfelelően járunk el akkor, ha a kalcinálást külön műveletben végezzük el és ugyancsak külön műveletben hevítjük redukáló atmoszférában a kiinduló anyagot. Ugyancsak a találmány szerinti eljárás lényegének megfelelően járunk el akkor is, ha a két műveletet összevonva végezzük el, tehát redukáló atmoszférában kalcinálunk. A találmány szerinti eljárás egy megvalósítási módjánál a redukáló atmoszférában való hőkezelést szén-oxidokat tartalmazó atmoszférában végezzük. A találmány szerinti eljárásnak megfelelően előnyös módon járunk el, ha a redukáló atmoszférában való hőkezelést szén-monoxid atmoszférában végezzük. A találmány szerinti eljárásnak megfelelően akkor járunk el, ha a redukáló atmoszférában való hőkezelést 600 °C feletti hőmérsékleten végezzük. A találmány szerinti eljárás során az előklórozást 500 °C feletti hőmérsékleten végezzük. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös kiviteli módjánál a kalcinálás, redukáló atmoszférában való hőkezelés előklórozás és klórozás műveletéből legalább kettőt azonos hőmérsékleten végzünk. A találmány szerinti eljárás alapvető előnye az, hogy a kiinduló anyag vastartalmának az eddigi eljárásokhoz képest jelentősebb része választható külön vas(UI)-klorid alakjában, az így elkülönített vas(III)-klorid kevesebb alumíniumklorid szennyezést tartalmaz — amely alumínium-klorid szennyezés a fő cél, az alumíniumklorid előállítás szempontjából elveszett. Az eljárással megnövelhető az alumíniumklorid előállító berendezés térfogategységére vonatkoztatott alumíníum-klorid mennyisége, továbbá a klórozáskor különben képződő alumínium(III)-klorid és vas(III)-klorid meglehetősen nehézkes szétválasztási művelete is egyszerűbbé válik. Miután kifejtettük eljárásunk alapvető és járulékos előnyeit, valamint alkalmazási módjainak főbb változatait, ezeket az alábbi példákkal világítjuk meg. Találmányunk azonban semmiképpen sem korlátozódik a példaképpen említett alkalmazási módra és területre. 1. példa 100 g vas és szilíciumtartalmú bauxitot (összetétele 46% A1203, 22% Si02, 14% Fe203, 12% H20, 6% egyéb) 40% nitrogént, 55% szénmonoxidot és 5% széndioxidot tartalmazó gázáramban 600 °C-on kalcinálunk. A kalcinálást követően klórgázáramban 600 °C hőmérsékleten előklórozzuk. Az előklórozás során eltávozik a bauxit Fe203 tartalmának 85-90%-a, A1203 tartalmának viszont kevesebb, mint 1%-a megy el, Si02 tartalmának 2,5%-a klórozódik. A gáznemű termékeket 170 °C felett kondenzáltatva 0,5% A1203 tartalmú technikai vízmentes vaskloridot kapunk, majd 100 °C hőmérsékleten kondenzáltatva kevés technikai vízmentes alumíniumklorid terméket fogunk fel. A maradék gázból a szilícium tetrakloridot kifagyasztva a gáz előklórozáshoz visszavezethető. Az előklórozás során visszamaradó szilárd termék összetétele 65% A1203, 30% Si02, 2-2,5% Fe203, 2,5—3% egyéb. Az így kapott szilárd anyagot az előklórozást követően szénmonoxidot és klórgázt tartalmazó atmoszférában ismert módon klórozzuk 800-1000 °C hőmérsékleten. A keletkező gőz alakú kloridokat tartalmazó gázt 160 °C feletti hőmérsékletre hűtve a keletkező összes illékony fémkloridok súlyának 3—4%-át kitevő vízmentes technikai vas-kloridot különítünk el, melynek alumínium-klorid tartalma 2%. A hűtést 80—100 °C hőmérsékleten folytatva az összes illékony fémkloridok súlyának 75—80%-át kitevő vízmentes alumíniumkloridot kapunk, melynek FeCl3 tartalma 0,2%. Amennyiben a kalcinálást követően ismert módon rögtön redukáló atmoszférában klórozunk, akkor a keletkező gáz alakú kloridokat tartalmazó gázt 160 °C feletti hőmérsékletre hűtve a keletkező összes illékony kloridok súlyának 15—19%-át kitevő vízmentes technikai vaskloridot kapunk. A hűtést 80-100 °C-on folytatva az összes illékony fémkloridok súlyának 65—70%-át kitevő vízmentes AlCl3-at kapunk, melynek FeCl3 tartalma 0,2—0,6% között van. A vastalanított dúsított érc egyéb módon is feldolgozható, pl. timfölddé, de túl alacsony modulus: Al2 03 tartalom------------------------esetében ismert módon timfölddé Si02 tartalom és cementté is feldolgozható. 2. példa 100 g nemesített (nátronmentesített és ismert módon az 1. példa szerint kalcinált vörösiszapot 850°C-on fluidágyas reaktorban tiszta, száraz klórgázzal oxidativ klórozásnak vetünk alá. A vörösiszap összetétele az alábbi: A1203 28,3% Si02 17,6% Fe2 03 45,8% Ti02 5,8% egyéb 2,5% A vörösiszap szemcseméret-tartománya 315- -1000/am, a fluidállapotot létrehozó klórgáz li5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
